Coral polyp-scale modeling for elucidating vital effect of coral skeletal record

• Project/Area Number: 26610167
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Stratigraphy/Paleontology
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Nakamura Takashi 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 講師 (20513641)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: サンゴ / 炭素同位体比 / vital effect / モデリング / 数値シミュレーション / サンゴ骨格 / 炭素安定同位体比 / モデル / 同位体 / シミュレーション

Outline of Final Research Achievements

To elucidate the ‘vital effect’ of carbon stable isotope recorded in coral skeleton, carbon isotope module for incorporating to the coral polyp model which was already developed by Nakamura et al. (2013) was developed. The results of this model simulation were suggested that the vital effect of the carbon isotope is occurred by that the CO2 derived f. rom coral respiration was used calcification. Moreover similar annual patterns of δ13C in coral skeleton were reproduced by this model. This annual patterns are caused mainly by annual fluctuation of δ13C values in the coral tissue which are occurred by photosynthetic activity related to annual variation of the solar irradiance.

Research Products

• [Journal Article] Detection of a High-Density Brachiolaria-Stage Larval Population of Crown-of-Thorns Sea Star (Acanthaster planci) in Sekisei Lagoon (Okinawa, Japan) (2016)
  • Author(s): Go Suzuki, Nina Yasuda, Kohta Ikehara, Kouki Fukuoka, Takahiko Kameda, Sayaka Kai, Satoshi Nagai, Atushi Watanabe, Takashi Nakamura, Shunsuke Kitazawa, Lawrence Patrick C. Bernardo, Tatsuya Natori, Momoka Kojima, Kazuo Nadaoka
  • Journal Title: Diversity Volume: 8 Issue: 2 Pages: 9-9
  • DOI: 10.3390/d8020009
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The combined effects of nitrate with high temperature and high light intensity on coral bleaching and antioxidant enzyme activities (2015)
  • Author(s): Tomihiko Higuchi, Ikuko Yuyama, Takashi Nakamura
  • Journal Title: Regional Studies in Marine Science Volume: 2 Pages: 27-31
  • DOI: 10.1016/j.rsma.2015.08.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Role of Hydroperiod , Soil Moisture and Distance from the River Mouth on Soil Organic Matter in Fukido Mangrove Forest, Ishigaki Island, Japan (2014)
  • Author(s): Sahadev Sharma, Jun Yasuoka, Takashi Nakamura, Atsushi Watanabe, Kazuo Nadaoka
  • Journal Title: Proceedings of the International Conference on Advances in Applied Science and Environmental Engineering- ASEE 2014 Volume: 1 Pages: 44-48
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mapping VHR Water Depth, Seabed and Land Cover Using Google Earth Data (2014)
  • Author(s): Antoine Collin, Kazuo Nadaoka, Takashi Nakamura
  • Journal Title: ISPRS International Journal of Geo-Information Volume: 3 Issue: 4 Pages: 1157-1179
  • DOI: 10.3390/ijgi3041157
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Modeling coral bleaching based on dynamics of zooxanthellae population and reactive oxygen species inside a coral polyp (2017)
  • Author(s): Takashi Nakamura, Kazuo Nadaoka, Tomihiko Higuchi, Toshihiro Miyajima, Takahiro Yamamoto, Atsushi Watanabe
  • Organizer: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉市）
  • Year and Date: 2017-05-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] サンゴ礁生態系のモデリングと数値シミュレーション (2016)
  • Author(s): 中村隆志
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第19回大会
  • Place of Presentation: 沖縄タイムスビル（沖縄県那覇市）
  • Year and Date: 2016-12-01
  • Invited
• [Presentation] サンゴ、海藻および海草の代謝応答のモデル化 (2016)
  • Author(s): 天野慎也, 出浦敬之, 中村隆志, 栗原晴子, 渡邉敦, 宮島利宏, 灘岡和夫
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第19回大会
  • Place of Presentation: 沖縄タイムスビル（沖縄県那覇市）
  • Year and Date: 2016-12-01
• [Presentation] 飼育実験によるサンゴ群体の有機物動態の解明 (2016)
  • Author(s): 出浦敬之, 天野慎也, 中村隆志, 渡邉敦, 栗原晴子, 宮島利宏, 灘岡和夫
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第19回大会
  • Place of Presentation: 沖縄タイムスビル（沖縄県那覇市）
  • Year and Date: 2016-12-01
• [Presentation] Reef-scale model system for evaluating and predicting coral responses to ocean acidification and sea-level rise (2016)
  • Author(s): Takashi Nakamura, Kazuo Nadaoka, Atsushi Watanabe, Takahiro Yamamoto
  • Organizer: 13th International Coral Reef Symposium
  • Place of Presentation: Hawaii, USA
  • Year and Date: 2016-06-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Reef-scale model system for evaluating and predicting coral responses to ocean acidification and sea-level rise (2016)
  • Author(s): Takashi Nakamura, Kazuo Nadaoka, Astushi Watanabe, Takahiro Yamamoto
  • Organizer: 13th International Coral Reef Symposium
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawai'i
  • Year and Date: 2016-06-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オニヒトデの生活史のモデル化と発生予測の試み (2015)
  • Author(s): 中村隆志，Lawrence Patrick C. BERNARDO，天野慎也，渡邉敦，Ratino SITH，向草世香，福岡弘紀，鈴木豪，安田仁奈， 長井敏，灘岡和夫
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第18回大会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学三田キャンパス（東京都）
  • Year and Date: 2015-11-26
• [Presentation] WorldView-2画像を用いたテクスチャ及びスペクトル解析によるサンゴ礁域の海底被覆分類と水深推定 (2015)
  • Author(s): 瀧戸健太郎，中村隆志，灘岡和夫
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第18回大会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学三田キャンパス（東京都）
  • Year and Date: 2015-11-26
• [Presentation] 石西礁湖および周辺海域のサンゴ被度変遷の傾向分類と要因検討 ～１６年間のモニタリングデータに基づく解析～ (2015)
  • Author(s): 向草世香，斎藤衛, 中村隆志，灘岡和夫
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第18回大会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学三田キャンパス（東京都）
  • Year and Date: 2015-11-26
• [Presentation] 島嶼－石西礁湖－外洋間における栄養塩・有機物動態 ～特に大規模水道部に着目して (2015)
  • Author(s): 渡邉敦，中村隆志，北沢駿介，Lawrence Bernardo，鈴木豪，福岡弘紀，亀田卓彦，藤倉佑治，田邉晶史，本郷悠貴，安 田仁奈，北野裕子，向草世香，Ratino Sith，瀧戸健太郎，江川遼平，田野倉佑介，安藤航，竹内傑，天野慎也，長井敏，宮島利宏， 灘岡和夫
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第18回大会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学三田キャンパス（東京都）
  • Year and Date: 2015-11-26
• [Presentation] 石西礁湖におけるオニヒトデ発生予測のための低次生態系モデルの開発 (2015)
  • Author(s): 天野慎也，中村隆志，渡邉敦，Lawrence Patrick C. BERNARDO，Ratino SITH，福岡弘紀，鈴木豪，灘岡和夫
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第18回大会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学三田キャンパス（東京都）
  • Year and Date: 2015-11-26
• [Presentation] オニヒトデ幼生の水平分布 ～石西礁湖のどこにいる？～ (2015)
  • Author(s): 小島萌々香, 長井敏, 鈴木豪, 福岡弘紀, 亀田卓彦,中村隆志，渡邉敦，灘岡和夫，北沢駿介，Lawrence Patrick C. Bernardo，池原浩太, 安田仁奈
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第18回大会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学三田キャンパス（東京都）
  • Year and Date: 2015-11-26
• [Presentation] Reef-scale modeling system for evaluating and predicting coral responses to future environmental changes (2015)
  • Author(s): 中村隆志，灘岡和夫，渡邉 敦，山本高大
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-28
• [Presentation] 造礁サンゴによるリンの取込が溶存態リン酸の酸素安定同位体比に与える効果 (2015)
  • Author(s): Ferrera Charissa M, 渡邉 敦, 灘岡 和夫, 梅澤 有, 森本 直子, 中村 隆志, 宮島 利宏
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-28
• [Presentation] サンゴの環境変化に対する応答を評価・予測するためのリーフスケールモデリングシステム (2015)
  • Author(s): 中村隆志，灘岡和夫， 渡邉敦， 山本高大
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24
• [Presentation] Variation in the oxygen isotope ratio of dissolved orthophosphate induced by uptake process by natural hermatypic corals -造礁サンゴによるリンの取込が溶存態リン酸の酸素安定同位体比に与える効果- (2015)
  • Author(s): Charissa M. Ferrera，渡邉敦，灘岡和夫，森本直子，梅澤有，中村隆志，宮島利宏
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24
• [Presentation] Circulation and coral polyp modelling (2015)
  • Author(s): Takashi Nakamura
  • Organizer: Moorea IDEA Physical Modelling Workshop
  • Place of Presentation: ETH Zurich, Switzerland
  • Year and Date: 2015-03-09 – 2015-03-11
  • Invited
• [Presentation] サンゴポリプモデルの拡張に基づくリーフスケール白化シミュレーション (2014)
  • Author(s): 中村隆志，灘岡和夫，山本高大，渡邉 敦
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第17回大会
  • Place of Presentation: 高知城ホール（高知県）
  • Year and Date: 2014-11-27 – 2014-12-01
• [Presentation] 石西礁湖周辺海域における海洋酸性化の現状と炭酸系動態 (2014)
  • Author(s): 渡邉 敦，中村隆志，灘岡和夫，宮島利宏，茅根 創
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第17回大会
  • Place of Presentation: 高知城ホール（高知県）
  • Year and Date: 2014-11-27 – 2014-12-01
• [Presentation] オニヒトデ幼生の同定～2013年と2014年の調査比較 (2014)
  • Author(s): 池原浩太，安田仁奈，長井 敏，鈴木 豪，福岡弘紀，山本 洋，亀田卓彦，甲斐清香，中村隆志，渡邉 敦，Lawrence Patrick C. Bernardo，北沢駿介，灘岡和夫
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第17回大会
  • Place of Presentation: 高知城ホール（高知県）
  • Year and Date: 2014-11-27 – 2014-12-01
• [Presentation] モニタリングサイト1000データに基づく 石西礁湖および周辺沿岸海域のサンゴ被度変遷の解析 (2014)
  • Author(s): 向 草世香，中村隆志，鈴木 豪，灘岡和夫
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第17回大会
  • Place of Presentation: 高知城ホール（高知県）
  • Year and Date: 2014-11-27 – 2014-12-01
• [Presentation] Investigation of hydrodynamic circulation in Sekisei Lagoon, Okinawa, Japan during normal and typhoon conditions using oceanographic sensors and numerical simulations (2014)
  • Author(s): Lawrence C.Bernardo, Kazuo Nadaoka, Takashi Nakamura, Atsushi Watanabe
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第17回大会
  • Place of Presentation: 高知城ホール（高知県）
  • Year and Date: 2014-11-27 – 2014-12-01
• [Presentation] Reef-Scale Modeling System for Evaluating and Predicting Coral Responses to Future Environmental Changes (2014)
  • Author(s): Takashi Nakamura, Kazuo Nadaoka, Atsushi Watanabe, Takahiro Yamamoto
  • Organizer: The 3rd Asia-Pacific Coral Reef Symposium
  • Place of Presentation: Pingtung, Taiwan
  • Year and Date: 2014-06-23 – 2014-06-27
• [Presentation] Nutrient Dynamics in Relation to Ecosystem Production in Coral Reefs Studied Using a Benthic Chamber (2014)
  • Author(s): Atsushi Watanabe, Takashi Nakamura, Kazuo Nadaoka, Yoshikatsu Nakano
  • Organizer: The 3rd Asia-Pacific Coral Reef Symposium
  • Place of Presentation: Pingtung, Taiwan
  • Year and Date: 2014-06-23 – 2014-06-27
• [Presentation] Standing dead and downed woody debris biomass in Fukido mangrove forest, Ishigaki Island, Japan (2014)
  • Author(s): Sahadev Sharma, Jun Yasuoka, Takashi Nakamura, Atsushi Watanabe, Kazuo Nadaoka
  • Organizer: 第24回日本熱帯生態学会年次大会（宇都宮）
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2014-06-13 – 2014-06-15
• [Remarks] ソースコードのダウンロードページ
  • URL: https://github.com/NakamuraTakashi/reef_ecosys